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Sistemas Inteligentes
Sistemas baseados em LPO
Extrato de Aula resumida...
Flávia Barros
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Plano de Aula
Contexto
LPO – ocultei os slides... Sintaxe e semântica
Um exemplo de construção de BC
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Engenharia do Conhecimento
Etapas Aquisição do conhecimento Formalização do conhecimento
Ontologias Nível semi-formal
LPO nível formal
Construção da BC Regras de produção, objetos com regras, Prolog...
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Lógica de Primeira Ordem - LPO
É um formalismo de referência para representação de conhecimento
o mais estudado e o melhor formalizado
Satisfaz em grande parte os seguintes critérios:
adequação representacional permite representar o mundo (expressividade)
adequação inferencial permite inferência
eficiência aquisicional facilidade de adicionar conhecimento
Modularidade
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Sistemas baseados em LPO
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Sistemas baseados em LPO
Representando sentenças no mundo:Pedro possui um cachorro.Todo dono de cachorro é um protetor dos
animais.Nenhum protetor dos animais mata um animal.
Representando sentenças na Lógica:x cachorro(x) possui(Pedro,x)
x y (cachorro(y) possui(x,y)) protetorAnimais(x)
x protetorAnimais(x) y animal(y) mata(x,y)
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Sistemas baseados em LPO
Base de Conhecimento fatos e regras básicos, gerais, permanentes
(x,z) Avó(x,z) (y) Mãe(x,y) (Mãe(y,z) Pai(y,z))
Memória de Trabalho fatos particulares à instância do problema
Pai(Caetano,Zeca), Mãe(Canô, Caetano) e fatos derivados
Avó(Canô, Zeca)
Máquina de Inferência regras de inferência
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Relembrando...Raciocínio regressivo ou progressivo
Primeiros passos
1. Armazenar as regras da BC na máquina de inferência (MI) e os fatos na memória de trabalho (MT)
2. Adicionar os dados iniciais à memória de trabalho
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Agentes baseados em LPO
função Agente-BC(percepção) retorna uma ação
TellTell(MT, Percepções-SentençaPercepções-Sentença(percepção,t))
ação AskAsk(MT, Pergunta-AçãoPergunta-Ação(t))
TellTell(MT, Ação-SentençaAção-Sentença(ação,t))
t t + 1
retorna ação
Onde... MT – memória de trabalho função Pergunta-Ação Pergunta-Ação cria uma query como: a
Ação(a,6) função ASKASK devolve uma lista de instanciações:
{a / Pegar} - Pegar é atribuída à variável ação. função TELLTELL grava a ação escolhida na memória de
trabalho.
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Agentes baseados em LPO
Como a função ASK responde as queries Quantificador : a resposta é booleana
ASK(BC, Irmã(Betânia,Caetano)) -> true ASK(BC, x (Irmã(x,Caetano) Cantora(x))) -> false
Quantificador : a resposta é uma lista de instanciações/substituições de variáveis - binding
ASK (BC, x Irmã(x,Caetano)) -> {x/Betânia,x/Irene} ASK (BC, x (Irmã(x,Caetano) Cantora(x))) ->
{x/Betânia}
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Hipótese do Mundo Fechado
Tudo que não estiver presente na base é considerado falso
Isto simplifica (reduz) a BC Ex. Para dizer que a população dos países
Nova Zelândia, África do Sul, Irlanda e França gostam do jogo Rugby, não precisa explicitamente dizer que os outros não gostam...
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Um Exemplo de Construção de BC
Do livro AIMA
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Construindo uma BC
1) Decida sobre o que falar
2) Escolha o vocabulário de predicados, funções e constantes (Ontologia do Domínio)
3) Codifique o conhecimento genérico sobre o domínio (axiomas) x,y,z Americano(x) Arma(y) Nação(z) Hostil(z)
Vende(x,z,y) Criminoso(x)
4) Codifique uma descrição de uma instância específica do problema: Nação(Cuba), Nação(USA)
5) Proponha questões para o procedimento de inferência e obtenha respostas: West é criminoso?
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Um Exemplo: Circuitos Digitais
Objetivo: determinar se o circuito está de acordo com sua
especificação (o circuito acima é um somador) responder a perguntas sobre o valor da corrente em
qualquer ponto do circuito
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Decida sobre o que falar
Para alcançar o objetivo, é relevante falar sobre
circuitos, terminais, sinais nos terminais, conexões entre terminais
Para determinar quais serão esses sinais, precisamos saber sobre:
portas e tipos de portas: AND, OR, XOR e NOT
Não é relevante falar sobre: fios, caminhos dos fios, cor e tamanho dos fios, etc.
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Decida qual vocabulário usar
Usado para nomear objetos e relações do domínio com funções, predicados e constantes constantes
distinguir as portas: X1, X2... distinguir os tipos de porta: AND, OR, XOR...
funções e predicados tipo de uma porta: Tipo(X1) = XOR, Tipo(X1, XOR), XOR(X1) indicar entradas e saídas: Out(1, X1), In(1, X2) indicar conectividade entre portas:
Conectado(Out(1, X1), In(1, X2))
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Codifique regras genéricas
(1) Dois terminais conectados têm o mesmo sinal:t1, t2 Conectado(t1, t2) Sinal(t1) = Sinal(t2)
(2) O sinal de um terminal é On ou Off (nunca ambos)
t Sinal(t) = On Sinal(t) = Off, On Off
(3) Conectado é um predicado comutativo t1,t 2 Conectado(t1, t2) Conectado(t2, t1)
(4) Uma porta OR está On sse qualquer das suas entradas está On:
g Tipo(g) = OR Sinal(Out(1,g)) = On n Sinal(In(n,g))=On
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Codifique a instância específica
Portas:Tipo(X1) = XOR Tipo(X2) = XORTipo(A1) = AND Tipo(A2) = ANDTipo(O1) = OR
Conexões:Conectado(Out(1,X1),In(1,X2))Conectado(Out(1,X1),In(2,A2))Conectado(Out(1,A2),In(1,O1)) . . .
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Proponha questões ao mecanismo de Inferência
Que entradas causam Out(1,C1) = Off e Out(2, C1) = On?
i1, i2, i3 Sinal(In(1,C1)) = i1 Sinal(In(2,C1)) = i2 Sinal(In(3,C1)) = i3 Sinal(Out(1,C1)) = Off Sinal(Out(2,C1) = On
Resposta:(i1 = On i2 = On i3 = Off) (i1 = On i2 = Off i3 = On) (i1 = Off i2 = On i3 = On)
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